《研究重力加速随度地球纬度递增的原因.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《研究重力加速随度地球纬度递增的原因.ppt（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.江门市第一中学江门市第一中学 高一高一(10)班班指导老师指导老师:刘小庆刘小庆副组长：陈文辉副组长：陈文辉 组员组员:伍嘉杰伍嘉杰 谢伟程谢伟程 向南向南何浩扬何浩扬 梁嘉俊梁嘉俊 李宗蔓李宗蔓Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright
2、 2004-2011 Aspose Pty Ltd.There was a story which mentioned that a Netherlands businessman transported a batch of goods from his homeland to a African country which was around the equator. Finding that several tens kilograms of the goods had been missing, he felt very amazed. In fact, the reason of
3、this phenomenon is that the acceleration of gravity has changed. Observing the form in our physics book, we can see that the acceleration of gravity is different in different latitude. In general, the lower the latitude is, the smaller the acceleration of gravity is. And the higher the latitude is,
4、the bigger the acceleration of gravity is. The acceleration of gravity in the equator, which is 9.78 m/s2，is the smallest. And the acceleration of gravity in the North Pole, which is 9.832m/s2, is the biggest. According to the law of universal gravitation, the acceleration of gravity should be the s
5、ame everywhere on the earth. But why does the acceleration of gravity increase as the latitude becomes higher. This is the subject that we study.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.问题提出问题提出(中文翻译中文翻译)曾经有一个故事提到有曾经有一个故事提到有一位荷
6、兰商人在本国运一位荷兰商人在本国运送一批货物到赤道附近送一批货物到赤道附近的非洲某国。到达发现的非洲某国。到达发现货物竟然少了几十千克，货物竟然少了几十千克，感到非常奇怪。其实造感到非常奇怪。其实造成这种现象是由于重力成这种现象是由于重力加速度的变化作怪。观加速度的变化作怪。观察物理书上的一个表格，察物理书上的一个表格，我们可以看出，我们可以看出，在地球在地球不同纬度的地方，重力不同纬度的地方，重力加速度是不一样大的。加速度是不一样大的。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.
7、Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一般来说，纬度越小，重力加速度越小；纬度越大，重力加速度越大。赤道的重力加速度最小，为9.780米/秒2，而北极的重力加速度最大，为9.832米/秒2。按照万有引力定律，地球各处的重力加速度应该相等。，那么，那么究竟为什么纬度越高，重力加速度就越大呢? 这就是我们研究的课题。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第一步提出研究课题，组织成
8、员讨论第一步提出研究课题，组织成员讨论(12周周 ) 第二步搜集资料，查看有关书籍，上网搜索第二步搜集资料，查看有关书籍，上网搜索(2周周)第三步小组成员得出可能的原因，提出猜想第三步小组成员得出可能的原因，提出猜想(1周周)第四步查找课本有关知识第四步查找课本有关知识(3周周)第五步推导重力加速度的公式，排除分可能性第五步推导重力加速度的公式，排除分可能性(2周周)第六步总结成果，撰写论文，进行英语翻译第六步总结成果，撰写论文，进行英语翻译(1周周)第七步制作幻灯片，组织人员介绍第七步制作幻灯片，组织人员介绍(1周周) 共用时共用时:12周周Evaluation only.Created w
9、ith Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.通过此次研究活动，不仅通过此次研究活动，不仅可以了解和认识到重力加可以了解和认识到重力加速度随纬度递增的原因，速度随纬度递增的原因，更重要的是让我们获得一更重要的是让我们获得一次亲自参与实践的机会，次亲自参与实践的机会，掌握物理研究的一些方法，掌握物理研究的一些方法，激发浓厚的科学兴趣，培激发浓厚的科学兴趣，培养我们自主创新和勇于探养我们自主创新和勇于探究的精神，提高解决实际究的精神，提高解决实际问题的能力。问题的能力
10、。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1.提出猜想、提出猜想、 分析影响重力加速度分析影响重力加速度的因素，通过小组成员之间的讨论，的因素，通过小组成员之间的讨论，做出合适的假设，并进行初步的分做出合适的假设，并进行初步的分析，排除不合理的猜想析，排除不合理的猜想2.理论计算理论计算 根据猜想运用物理知识，根据猜想运用物理知识，进行周密的计算，进行周密的计算，并把计算结果与实际数据比对，并把计算结果与实际
11、数据比对，论证猜想是否符合实际论证猜想是否符合实际。3理论验证理论验证 计算几个特殊纬度计算几个特殊纬度的重力加速度的重力加速度与实际比较与实际比较，判断猜想的合理性。，判断猜想的合理性。4. 得出结论得出结论 得出重力加速度随纬度递增的原因。得出重力加速度随纬度递增的原因。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1.1.提出猜想提出猜想经过我们小组成员的激烈讨论，我们认为造成重力加经过我们小组成员的激烈讨论
12、，我们认为造成重力加速度随纬度递增的原因主要是两个方面速度随纬度递增的原因主要是两个方面: :一是地球上重一是地球上重力源于地球万有引力和物体绕地轴旋转向心力并为万力源于地球万有引力和物体绕地轴旋转向心力并为万有引力的二分力，随着纬度的升高，需要物体作圆周有引力的二分力，随着纬度的升高，需要物体作圆周运动的向心力变小，则重力加速度变大；另一方面，运动的向心力变小，则重力加速度变大；另一方面，地球是椭圆形的，在赤道附近物体到地心的距离最大，地球是椭圆形的，在赤道附近物体到地心的距离最大，地球对物体的引力最小，故重力加速度最小，反之，地球对物体的引力最小，故重力加速度最小，反之，在两极附近物体到地
13、心的距离最小，则地球对物体的在两极附近物体到地心的距离最小，则地球对物体的引力最大。这两个原因综合起来，使重力加速度随纬引力最大。这两个原因综合起来，使重力加速度随纬度递增。度递增。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.2理论计算理论计算 我们知道，物体做我们知道，物体做匀速圆周运动的向匀速圆周运动的向心力确实与半径大心力确实与半径大小成正比。如图，小成正比。如图，物体所受的万有引物体所受的万有引力力F引引
14、的一个分力的一个分力F心心充当向心力，另充当向心力，另一个分力一个分力F重重就是重就是重力，力，Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.设地球的质量为设地球的质量为M，物体，物体到地心距离为到地心距离为R ，自转角，自转角速度为速度为，地球表面上的，地球表面上的重力加速度为重力加速度为g，物体的，物体的质量为质量为m，绕地轴做匀速，绕地轴做匀速圆周运动的半径为圆周运动的半径为r，角角为为F引与引与F心间的夹角
15、，纬心间的夹角，纬度是度是。则由于地球是椭圆，所以则由于地球是椭圆，所以设地球椭圆标准方程为设地球椭圆标准方程为 求得物体到地求得物体到地心距离为心距离为R和绕和绕地轴做匀速圆周地轴做匀速圆周运动的半径为运动的半径为rEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.3.理论验证理论验证我们为了分析比较向心力和物体到地心距离对重力加我们为了分析比较向心力和物体到地心距离对重力加速度的影响，现分三种情况考虑速度的影响，现
16、分三种情况考虑只考虑向心力对重力加速度的影响，把地球看作质量只考虑向心力对重力加速度的影响，把地球看作质量均匀的球体均匀的球体(半径是半径是6400km)，算出的重力加速度，算出的重力加速度，记作记作g1只考虑物体到地心距离对重力加速度的影响，把地球只考虑物体到地心距离对重力加速度的影响，把地球看作质量均匀的椭圆球体（长半轴看作质量均匀的椭圆球体（长半轴a=6378200m,短短半轴半轴b=6356800m），忽略地球的自转，算出的重力），忽略地球的自转，算出的重力加速度，记作加速度，记作g2同时考虑向心力和物体到地心距离对重力加速度的影同时考虑向心力和物体到地心距离对重力加速度的影响算出的重
17、力加速度，记作响算出的重力加速度，记作g3Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.地点地点 纬度纬度实际重力实际重力加速度加速度重力加速重力加速度度g1重力加速重力加速度度g2重力加速重力加速度度g3赤道赤道 09.7809.7289.8119.768广州广州 23069.7889.7309.8219.793上海上海 31129.79499.7329.8299.804北京北京 39569.8019.7359.
18、8389.819北极北极 909.8329.7449.8689.868取赤道，北极，广州，上海，北京五个特例作分析取赤道，北极，广州，上海，北京五个特例作分析 计算结果基本与事实相符，但也存计算结果基本与事实相符，但也存在偏差，推测原因可能是：地球的在偏差，推测原因可能是：地球的地下物质及其密度分布不均匀，以地下物质及其密度分布不均匀，以及各地海拔不同，造成引力大小也及各地海拔不同，造成引力大小也有出入。有出入。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 200
19、4-2011 Aspose Pty Ltd.4.得出结论得出结论 经过试验和计算，从表格可以看出，重力加速度随纬度变经过试验和计算，从表格可以看出，重力加速度随纬度变化不是单一的因素影响的，而是多方面因素共同作用形成的。化不是单一的因素影响的，而是多方面因素共同作用形成的。由此我们得出以下由此我们得出以下结论造成重力加速度随纬度递结论造成重力加速度随纬度递增的原增的原因主要是两方因主要是两方面一是随着面一是随着地球纬度的升高，需要物体作圆周运动的地球纬度的升高，需要物体作圆周运动的向心力变小，重向心力变小，重力加速度变大；力加速度变大；另一方面，地球不是正球体，而是椭圆球体的，随着地球纬度的升
20、高，另一方面，地球不是正球体，而是椭圆球体的，随着地球纬度的升高，物体到地心的距离变小，地球对物体的引力增大，重力加速度变大。物体到地心的距离变小，地球对物体的引力增大，重力加速度变大。另外由于地球的地下物质及其密度分布不均匀，使重力加速度发生了另外由于地球的地下物质及其密度分布不均匀，使重力加速度发生了变化。同时我变化。同时我们还有新的发现重力：加速度的方向们还有新的发现重力：加速度的方向并不一直指向圆心，并不一直指向圆心，而会随着纬度变化而会随着纬度变化 .Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Prof
21、ile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 通过这次研究性学习，我们获得了一次亲身参与实践通过这次研究性学习，我们获得了一次亲身参与实践的机会，培养了探究精神，掌握了物理研究的一些方法，的机会，培养了探究精神，掌握了物理研究的一些方法，这是改变学习方式的一次新尝试。我们还培养起了对物理这是改变学习方式的一次新尝试。我们还培养起了对物理的兴趣，并且知道学习不只在课内，还可以在课外。我们的兴趣，并且知道学习不只在课内，还可以在课外。我们懂得了严谨认真的研究态度将对我们日后的学习、生活产懂得了严谨认真的研究态度将对我们日后的学习、生活产生良好的影响
22、，与此同时我们的能力、素质也得到了大大生良好的影响，与此同时我们的能力、素质也得到了大大的提高。的提高。 在研究过程中，小组成员之间协调合作，取长补短，在研究过程中，小组成员之间协调合作，取长补短，我们靠自己的努力回答了未知的问题。当然，我们一路走我们靠自己的努力回答了未知的问题。当然，我们一路走来，收获远远不止这些，里面还有太多太多宝贵的东西。来，收获远远不止这些，里面还有太多太多宝贵的东西。感谢老师和学校给了我们这样一个锻炼的机会。感谢老师和学校给了我们这样一个锻炼的机会。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Cli
23、ent Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1.在此次研究性活动中我们小组成员能做到：在此次研究性活动中我们小组成员能做到：努力完成自己所承担的任务，做好资料积累和分努力完成自己所承担的任务，做好资料积累和分析处理工作，主动提出研究和工作设想和建议。析处理工作，主动提出研究和工作设想和建议。2.从发现和提出问题、分析问题到解决问题的全从发现和提出问题、分析问题到解决问题的全过程显示出一种务实、客观、坚韧的精神。过程显示出一种务实、客观、坚韧的精神。3.在查阅资料、搜集信息、实地观察记录、调查在查阅资料、搜集信息、实地观察记录、调
24、查研究、整理资料、处理数据、运用工具等各方面，研究、整理资料、处理数据、运用工具等各方面，我们全组显示出了较高的水平。我们全组显示出了较高的水平。4.整理所得出的研究报告、实验报告、调查报告、整理所得出的研究报告、实验报告、调查报告、论文研究成果质量较好。论文研究成果质量较好。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.参考文献：物理必修二参考文献：物理必修二 数学选修一数学选修一指导教师评语指导教师评语:本小组
25、研究的是地球周围的重力场本小组研究的是地球周围的重力场的分布，对我们进一步了解地球以及地球周围的的分布，对我们进一步了解地球以及地球周围的重力有参考意义。从本小组的研究性报告来看，重力有参考意义。从本小组的研究性报告来看，研究目的明确，研究步骤可行，研究方法得当，研究目的明确，研究步骤可行，研究方法得当，结论明确，有一定的深度，也达到了一定的探究结论明确，有一定的深度，也达到了一定的探究水平，也很好体现了本小组同学的实力。水平，也很好体现了本小组同学的实力。可以的改善的地方是：报告侧重于理论上的探究，可以的改善的地方是：报告侧重于理论上的探究，没有设计一些有创新验证性的实验，使结论更充没有设计一些有创新验证性的实验，使结论更充分分 刘小庆刘小庆Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
